ES2914106T3 - Aparato para tatuar. - Google Patents
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Abstract
Un aparato oscilante tal como un aparato para tatuar que comprende una carcasa (8), un mango (4), una fuente de alimentación (3) y - un conector de aguja (2) configurado para conectarse o unirse o fijarse a una aguja (11) que tiene al menos una punta de aguja (5), estando configurado dicho conector de aguja (2) para moverse con respecto a una parte estacionaria de un motor eléctrico lineal (1), y estando configurado dicho conector de aguja (2) para moverse alternativamente a lo largo de una línea recta entre una posición retraída y una posición adelantada; - un motor eléctrico lineal (1) en forma de un motor de bobina móvil o un motor multifásico lineal que tiene un motor variable y controlable que controla la longitud de carrera, la posición y la velocidad del conector de aguja (2); - el aparato comprende además un primer sensor (6) y un controlador (7), caracterizado por que el primer sensor (6) está configurado para leer la posición lineal del conector de aguja (2), y transmitir la lectura como una entrada al controlador (7), y el controlador (7) está provisto de un perfil para la posición lineal del conector de aguja (2) y está configurado para - recibir la entrada del primer sensor (6) y - comparar la entrada del primer sensor (6) con el perfil para la posición lineal del conector de aguja (2) y - enviar una salida al motor eléctrico lineal que corrige la longitud de carrera y la velocidad del conector de aguja para adaptarse al perfil para la posición lineal del conector de aguja.
Description
DESCRIPCIÓN
Aparato para tatuar
La invención se refiere a un aparato oscilante, tal como un aparato para tatuar, que aplica un motor eléctrico, tal como un motor lineal. Además, la invención se refiere a un método para controlar un aparato oscilante, tal como un aparato para tatuar, que comprende un controlador y diversos sensores para controlar, entre otras cosas, la posición, la velocidad y la aceleración de una aguja, ya sea directamente o mediante un conector de aguja.
Técnica anterior
El Handpoking ("pinchazo a mano") es un método muy antiguo de aplicar un tatuaje. El artista usa una aguja unida a un palo del tamaño de un bolígrafo. La aguja se sumerge en tinta y luego se presiona debajo de la piel, dejando atrás un punto de tinta depositado debajo de la piel. Esta es esencialmente toda la función de un aparato para tatuar. Hoy en día, tradicionalmente se usan diferentes motores para accionar la aguja en un aparato para tatuar:
- una máquina de bobina electromagnética incluye bobinas electromagnéticas que proporcionan la oscilación o el movimiento alternativo de la aguja. Las bobinas electromagnéticas están montadas en un marco que incluye un armazón cargado por resorte solicitado lejos de las bobinas electromagnéticas y el marco incluye además un tornillo de contacto y un contacto eléctrico. En funcionamiento, cuando el tornillo entra en contacto con el contacto eléctrico, entonces las bobinas electromagnéticas reciben energía y crean un campo magnético que atrae el armazón hacia las bobinas electromagnéticas. A medida que el armazón se mueve hacia las bobinas electromagnéticas, el armazón empuja la aguja al interior de la piel. Además, cuando el armazón se mueve hacia las bobinas electromagnéticas, el tornillo y el contacto eléctrico se separan y abren el circuito eléctrico que alimenta las bobinas electromagnéticas. Por consiguiente, las bobinas electromagnéticas se desconectan y el armazón, que está solicitado por resorte lejos de las bobinas electromagnéticas, se aleja de las bobinas electromagnéticas y extrae la aguja de la piel. A medida que el armazón se aleja, el tornillo y el contacto eléctrico se tocan, el circuito eléctrico se cierra y las bobinas electromagnéticas se reactivan. Este proceso se repite siempre que se suministre electricidad a los contactos. Tradicionalmente, el mango de un aparato para tatuar de bobina electromagnética se coloca en un tubo de aguja en el que se coloca la aguja, mientras que las bobinas electromagnéticas y el mecanismo de movimiento alternativo se colocan por encima del mango.
- una máquina para tatuar rotatoria incluye un motor que hace girar una rueda de leva como un mecanismo oscilante o de movimiento alternativo. La rueda de leva incluye un eje desplazado que está desplazado del eje de rotación del motor en una distancia. Un primer extremo de una aguja se une al eje desplazado, mientras que el eje principal de la aguja se aloja en un tubo de aguja o se fija de otro modo en una posición lateral. El segundo extremo de la aguja oscila de un lado a otro a través de la superficie de la piel. La longitud de carrera de una máquina para tatuar rotatoria está determinada principalmente por la distancia entre el centro de la rueda de leva y el eje desplazado, la longitud de carrera puede reducirse si el aparato para tatuar rotatorio está configurado con una función de flexibilidad, tal como una parte flexible colocada entre el eje desplazado y la aguja. Tradicionalmente, el mango de una máquina rotatoria se coloca sobre un tubo de aguja en el que se coloca la aguja, mientras que el motor y el mecanismo de movimiento alternativo se colocan por encima del mango.
El documento US2017/0007814A divulga un aparato para tatuar que tiene un control automatizado de las profundidades de penetración. El aparato para tatuar incluye una aguja que tiene al menos una punta y un mecanismo de accionamiento de aguja configurado para mover la aguja entre una primera posición y una segunda posición, en la primera posición la punta está ubicada por encima de la superficie de la piel y en la segunda posición la punta está ubicada a una profundidad de penetración por debajo de la superficie de la piel. La aguja está configurada para depositar una tinta entre la superficie de la piel y la profundidad de penetración. El aparato para tatuar incluye un sensor (210) ubicado en el marco exterior del aparato para tatuar, sensor que escanea la piel en el punto donde la punta de la aguja penetra en la piel y el sensor está configurado para proporcionar una salida en forma de señal de retroalimentación correspondiente a una característica de espesor de la piel, posiblemente el sensor utiliza tomografía de coherencia óptica (véase el párrafo [0029]) o ultrasonido (véase el párrafo [0030]) para detectar profundidades y espesores de la capa de piel. El aparato para tatuar también incluye un controlador configurado para recibir la señal de retroalimentación del sensor, el controlador determina a continuación la profundidad de penetración óptima basándose en la característica de espesor de la piel y, a continuación, ajusta la profundidad de penetración (véase el párrafo [0028]). La profundidad de penetración de la aguja se ajusta durante el uso de modo que la tinta se deposite constantemente dentro de una capa particular de piel. En un aparato para tatuar rotatorio, la profundidad de penetración de la aguja se ajusta moviendo el motor y la rueda de leva verticalmente hacia arriba y hacia abajo en pequeños incrementos con respecto al tubo de aguja o, como alternativa, se ajusta la distancia entre el eje de rotación y el eje desplazado o, como alternativa, se hace variar la longitud del tubo de aguja. En una máquina de bobina electromagnética, las profundidades de penetración de la aguja pueden
ajustarse variando la distancia entre un marco (302) al que están unidas las bobinas y el tubo de aguja (308) (véase el párrafo [0035]). Si se usa un motor eléctrico lineal para el aparato para tatuar, la distancia de carrera de la aguja puede ajustarse controlando el accionamiento del motor (véase el párrafo [0037]).
El aparato para tatuar del documento US2017/0007814A varía la posición final de la longitud de carrera basándose en las características de la piel. Para la máquina rotatoria y la máquina de bobina electromagnética, la longitud de carrera se mantiene constante mientras se varía la distancia entre la unión de la aguja y el mango del aparato. En las figuras 2A y 3A del documento, los aparatos se ilustran en posición vertical, no está claro cómo reaccionará el dispositivo si se sujeta en un ángulo de 45° con respecto a la superficie de la piel.
Normalmente, los parámetros que un tatuador debe establecer cuando usa un aparato para tatuar tradicional es el voltaje del motor, determinar la frecuencia de la aguja y establecer la longitud de carrera de la aguja. Ambos parámetros normalmente se establecen al comienzo de una sesión de tatuaje y después se pueden cambiar manualmente durante una sesión. Sin embargo, cambiar drásticamente la flexibilidad o la longitud de carrera de la aguja a menudo requiere reemplazar una parte mecánica del aparato para tatuar, lo que requiere tiempo y esfuerzo. Además, la flexibilidad mecánica puede estar sujeta a desgaste y otras condiciones. El documento US2005/0277973 A1 describe un dispositivo de aplicación de pigmento ultrasónico que tiene ajustes para la longitud de carrera, la fuerza de carrera y la velocidad de carrera. El documento WO2016/109746 describe un dispositivo para tatuar que incluye elementos de detección mecánicos, electrónicos y acústicos. El documento CN105381535 describe una máquina para tatuar inteligente.
La invención
La invención se refiere a un aparato de oscilación tal como un aparato para tatuar que aplica un motor eléctrico lineal. En el contenido de la presente solicitud, un motor eléctrico lineal se define como un motor que es capaz de mover un elemento tal como una aguja o un conector para una aguja adelante y atrás a lo largo de una línea recta de manera oscilante, y el motor eléctrico lineal es capaz de acelerar, desacelerar, cambiar de dirección, iniciar o detener y mantener en cualquier posición o estado de una oscilación.
Se considera que algunos aparatos para tatuar tradicionales son accionados por un motor eléctrico lineal y otros no. Una máquina rotatoria o un aparato para tatuar tradicional no es accionado por un motor eléctrico lineal, ya que una rueda de leva giratoria no puede detenerse y cambiar de dirección de manera viable, este motor debe continuar con una carrera completa y la carrera completa solo puede limitarse al incluir la funcionalidad de flexibilidad en la aguja
Un motor eléctrico lineal puede consistir en un núcleo magnético plano con ranuras transversales que a menudo son de corte recto con bobinas dispuestas en las ranuras, proporcionando cada fase una polaridad alterna para que las diferentes fases se superpongan físicamente.
Un motor de bobina móvil es un motor lineal y el término "motor de bobina móvil" generalmente se refiere a un mecanismo de motor que usa un solenoide dentro de un campo magnético para mover un objeto atrás y adelante. Los motores lineales de CC, los motores de bobina móvil (VCM) o los accionadores de bobina móvil (VCA) son motores eléctricos simples en los que el motor comprende dos partes separadas; una carcasa magnética y una bobina.
El propósito de la presente invención es obtener un aparato oscilante tal como un aparato para tatuar que tenga condiciones operativas optimizadas, lo que significa que el usuario tiene más y mejor control sobre diferentes aspectos del aparato para tatuar y, por lo tanto, el resultado del propio tatuaje.
Hasta ahora, dicho control de los parámetros del aparato para tatuar no ha sido posible, y el resultado de las diferentes técnicas de tatuaje tenía más que ver con la habilidad del tatuador.
Tradicionalmente, un tatuador tendrá que aprender a manejar un determinado aparato para tatuar para obtener un resultado perfecto para un tatuaje. Cuando se usa un aparato para tatuar de acuerdo con la presente invención, un tatuador podrá controlar las funciones del aparato para tatuar y, por lo tanto, será posible adaptar la funcionalidad del aparato para tatuar a las habilidades y métodos de trabajo del tatuador.
Además, dado que el aparato para tatuar es controlable y autorregulado, producirá resultados más consistentes que otros aparatos para tatuar, lo que significa, por ejemplo, que el tatuador que tiene menos experiencia tendrá que dedicar menos tiempo a familiarizarse con el aparato y, por lo tanto, podrá concentrarse en sus propias técnicas de trabajo o arte.
Es decir, el aparato para tatuar apoya la creación de obras de arte perfectas al controlar completamente la aguja, lo que permite depositar una cantidad óptima de tinta a una profundidad óptima, o colorear áreas más grandes de la piel a una velocidad más alta mientras se obtiene una coloración perfecta. Los resultados perfectos se pueden lograr independientemente de si se refiere a la coloración de superficies de piel más grandes, al dibujo de líneas o al sombreado y se pueden obtener para todos los tipos de agujas conocidas.
La invención permite al usuario especificar un perfil para un proceso de tatuaje dado y al especificar un perfil, el
tatuador puede optimizar el depósito de tinta para este proceso, ya sea que el proceso proporcione líneas nítidas, sombras u otra cosa.
Un perfil puede, por ejemplo, especificarse con respecto al tipo de movimiento, la frecuencia, la longitud de carrera, la flexibilidad/fuerza y el control de retroalimentación a partir de la entrada del sensor, tal como el acelerómetro, etc. El "tipo de movimiento" se define como un conjunto de puntos bidimensionales (x, y). Los puntos (x, y) representan la posición relativa de la aguja con respecto a una base de tiempo interna del microcontrolador (base de tiempo, posición relativa). Por ejemplo, el aparato para tatuar se puede configurar para ejecutar un conjunto de puntos que muestran una onda sinusoidal cuando se trazan en un gráfico. El motor, y por lo tanto la aguja, intentarán moverse exactamente como se define en el gráfico sinusoidal.
Otros factores del perfil son, por ejemplo, la frecuencia, que gobierna la base de tiempo, es decir, la frecuencia por segundo de los ciclos del aparato para tatuar (generalmente un conjunto completo de puntos de posicionamiento), y la longitud de carrera, que gobierna la longitud total del desplazamiento de la aguja.
La frecuencia determina las veces que la aguja realiza un ciclo de un conjunto completo de puntos de posicionamiento (un período) en un segundo, por lo general, las veces que la aguja penetra en la superficie de la piel y es un factor determinante de la densidad de los puntos de tinta, es decir, cuanto mayor sea la frecuencia, mayor será la densidad de puntos de tinta.
La longitud de carrera del perfil define la longitud de carrera planificada, es decir, la longitud que la punta de la aguja se mueve desde una posición retraída a una posición adelantada, la longitud de carrera puede reducirse si el tatuador trabaja con flexibilidad.
La "flexibilidad" es una función especial en un aparato para tatuar, que se usa para establecer la fuerza máxima que se usará cuando la aguja empuje la piel. "Flexibilidad" es un nombre heredado que se origina en el uso de agujas cargadas con resorte. La presente invención permite al usuario establecer con precisión la flexibilidad o fuerza de la aguja, ajustando los parámetros de trabajo del motor eléctrico. La flexibilidad se puede establecer como una constante o como una función matemática de una variable (algoritmo). En efecto, la flexibilidad es una variable condicional que puede reducir la longitud de carrera total de la aguja, si surgen determinadas circunstancias prescritas.
En general, durante una sesión de tatuaje, un usuario puede elegir añadir una "flexibilidad" definiendo un máximo de fuerza aplicada para empujar la aguja al interior de la piel, posiblemente mientras el aparato para tatuar está activado, es decir, funcionando, y/o una "flexibilidad" puede incluirse dentro de un perfil dado, y/o puede hacer que una "flexibilidad" dependa de variables medidas, es decir, la flexibilidad se aplica como un control de retroalimentación.
La cantidad de tinta depositada está muy influenciada por el tipo de aguja usado, sin embargo, la elección y el uso de tipos de aguja específicos no están dentro de los aspectos de la presente invención de acuerdo con los cuales se puede usar cualquier tipo de aguja.
Al tatuar, un ejemplo de un problema general es cómo aumentar la velocidad del trabajo sin comprometer un depósito optimizado de tinta. La presente invención hace posible aumentar la eficacia y, por lo tanto, la velocidad del proceso de tatuaje dado que la distancia de desplazamiento de la aguja y la velocidad a la que la aguja se desplaza entre una primera posición por encima de la superficie de la piel y una segunda posición a una profundidad de penetración por debajo de la superficie de la piel puede optimizarse en cualquier posición de la aguja.
Esta capacidad hace posible aumentar la eficacia del depósito de tinta en la piel, controlando el movimiento de la aguja. Como ejemplo, puede ser ventajoso insertar la aguja rápida o lentamente en la piel, a continuación esperar unos pocos milisegundos y a continuación retraer la aguja lenta o rápidamente de la superficie de la piel. Al adquirir experiencia, un tatuador podrá comprender mejor la mecánica del proceso de tatuaje y podrá personalizar los movimientos de la aguja para que se adapten mejor al trabajo en cuestión al hacer sus propios tipos de movimiento definidos por conjuntos de puntos bidimensionales (x, y).
El movimiento o desplazamiento de la aguja también se puede elegir para obtener diferentes efectos, por ejemplo, relacionados con el tiempo de trabajo y/o diferentes técnicas de tatuaje. Como ejemplo, la frecuencia de la aguja puede aumentar si el tatuador mueve repentinamente la aguja más rápido a lo largo de la superficie de la piel. Es decir, para mantener un número similar de impactos de aguja por longitud, el aparato para tatuar puede estar provisto de un acelerómetro para detectar el movimiento y ajustar la frecuencia para compensar si es necesario. Esta capacidad hace posible reducir los períodos de tiempo en los que la aguja no se dedica el depósito de tinta, sino que solo se desplaza para redisponerse para una nueva inserción y el correspondiente depósito de tinta, es decir, el tiempo que la punta de la aguja pasa por encima de la superficie de la piel puede ser, por lo tanto, lo más breve posible.
Cuando un tatuador mueve un aparato para tatuar demasiado rápido sobre la piel, la aguja cortará la piel
lateralmente en lugar de suministrar un punto de tinta. Esto significa que la piel se traumatiza, aumenta el riesgo de infección y la piel coloreada se cura mal. Para una intensidad de color óptima, es importante que la tinta se suministre en la capa de piel correcta con un punto preciso. Si la aguja se mueve demasiado rápido a lo largo de la superficie de la piel en comparación con la rapidez con la que funciona el aparato para tatuar, se verá enrojecimiento y un aumento del sangrado, donde la piel ha sido cortada/desgarrada por la aguja, la piel sanará más lentamente y el color empeorará a lo largo del tiempo.
Debido a otras consideraciones y rutinas de trabajo, los tatuadores pueden preferir diferentes patrones de velocidad para un perfil, si, por ejemplo, un tatuador desea deslizar rápidamente sobre la superficie de la piel, es deseable que la aguja pase el menor tiempo posible debajo de la superficie de la piel y entonces es ventajoso que la aguja se inserte a través de la superficie de la piel hasta la profundidad de penetración completa a alta velocidad y también se retraiga de la superficie de la piel a alta velocidad sin esperar en el medio.
Un control de retroalimentación de la posición de la aguja se esforzará continuamente para lograr que se mantenga un comportamiento deseado para la aguja. A medida que varía la estructura y el espesor de la superficie de la piel, el motor del aparato necesitará variar la fuerza con la que se inserta la aguja para superar esta variación y seguir el perfil deseado. Un perfil deseado actuará como un control anticipado de la posición de la aguja, mientras que la variación de la estructura y el espesor de la piel provocará una perturbación que un control de retroalimentación puede ayudar a superar.
Un problema experimentado a menudo durante el tatuaje es que la superficie de la piel rebota hacia arriba y hacia abajo porque la piel es elástica y está influenciada por el movimiento de la aguja hacia adelante y hacia atrás a alta velocidad durante el tatuaje. Como resultado, la profundidad de inserción real de la aguja no solo depende de la configuración previa del aparato para tatuar, sino que también depende de la posición actual de la superficie de la piel. Cuando la piel rebota hacia arriba y hacia abajo, la tinta puede depositarse a un nivel demasiado alto, es decir, en la epidermis, lo que hace que la tinta abandone la piel a través de la queratinización, lo que da como resultado un efecto perjudicial en el tatuaje, o la tinta puede depositarse en profundidad y hacer que líneas y bordes se desdibujen a medida que el color se difunde a través de las capas portadoras de sangre, lo que hace que la superficie de la piel tenga un color desigual (sombreado mexicano). Depositar la tinta a demasiada profundidad también puede dar como resultado mayores riesgos para la salud, ya que esto permite que la tinta y los microorganismos entren en las capas portadoras de sangre.
Más allá de proporcionar un color deficiente a la superficie de la piel, el rebote hacia arriba y hacia abajo de la superficie de la piel también puede causar molestias a la persona tatuada, ya que es posible que la aguja no se retraiga completamente de la superficie de la piel a la velocidad que usa el tatuador cuando mueve la aguja a lo largo de la superficie de la piel. Esto causará más trauma en la piel de la persona tatuada de lo necesario.
Los problemas anteriores se resuelven aplicando un aparato oscilante de acuerdo con la reivindicación 1.
Un aparato oscilante tal como un aparato para tatuar de acuerdo con la invención que comprende una carcasa, un mango, una fuente de alimentación y
- un conector de aguja configurado para acoplarse o conectarse o unirse o fijarse a una aguja que tiene al menos una punta de aguja, dicho conector de aguja está configurado para moverse con respecto a una parte estacionaria de un motor eléctrico lineal, estando configurado el conector de aguja para moverse alternativamente a lo largo una línea entre una posición retraída y una posición adelantada;
- un motor eléctrico lineal en forma de un motor de bobina móvil o un motor multifásico lineal que tiene un motor variable y controlable que controla la longitud de carrera, la posición y la velocidad del conector de aguja;
aparato que comprende además un primer sensor y un controlador, en donde el primer sensor está configurado para leer la posición lineal del conector de aguja y transmitir la lectura como una entrada al controlador, y el controlador está provisto de un perfil para la posición lineal del conector de aguja y está configurado para recibir la entrada del primer sensor, comparar la entrada del primer sensor con el perfil para la posición lineal del conector de aguja y enviar una salida al motor eléctrico lineal que corrige la longitud de carrera y la velocidad del conector de aguja para adaptarse al perfil para la posición lineal del conector de aguja.
El perfil puede definir un tipo de movimiento (x, y) de la aguja con respecto a la parte estacionaria del motor eléctrico lineal. El perfil también puede incluir información relacionada con la frecuencia, la longitud de carrera y otros parámetros variables que influyen en el resultado de una operación de tatuaje.
El movimiento de la aguja se define con respecto a la parte estacionaria de un motor eléctrico lineal situado en la carcasa del aparato para tatuar, el aparato para tatuar como tal, es decir, incluyendo el motor eléctrico lineal y la aguja, puede moverse además con respecto a una superficie de la piel, y con respecto a la superficie de la piel, el aparato para tatuar como tal puede tener una velocidad y una aceleración definidas por el tatuador.
De acuerdo con una o más realizaciones de la invención, el conector de aguja se une a la aguja de manera liberable o no liberable mediante una conexión rígida, es decir, la unión del conector de aguja a la aguja no es elástica y no
introduce ni añade elasticidad en la transferencia de movimiento del conector de aguja a la aguja. Es decir, cuando la aguja está unida al conector de aguja, la aguja y el conector de aguja combinados pueden considerarse como un único sistema que se mueve conjuntamente como uno solo.
De acuerdo con una o más realizaciones de la invención, el aparato puede comprender un segundo sensor o un segundo y un tercer sensor, sensores o sensor que pueden estar configurados para medir la corriente o el cambio de corriente en el motor eléctrico lineal o configurados para medir la aceleración del aparato para tatuar en relación con una superficie de la piel en uno o más ejes.
De acuerdo con la invención, el motor eléctrico lineal está en forma de un motor de bobina móvil o un motor multifásico lineal o similar.
De acuerdo con una o más realizaciones de la invención, el mango se puede situar de tal manera que el mango rodee al menos una parte del motor eléctrico lineal, es decir, el mango no se sitúa en extensión o como un apéndice del motor eléctrico lineal y, por lo tanto, se puede proporcionar una unidad más corta y/o más compacta.
De acuerdo con una o más realizaciones de la invención, el aparato puede comprender medios para variar la "flexibilidad" mientras el motor eléctrico lineal está activado, es decir, funcionando.
De acuerdo con una o más realizaciones de la invención, el controlador o parte del controlador puede colocarse fuera de la carcasa, en su propio recinto, quizás con la fuente de alimentación, y conectado mediante un cable u ondas de radio al controlador.
De acuerdo con una o más realizaciones de la invención, una parte de acoplamiento (10) puede estar unida de forma liberable o no liberable al aparato oscilante, la parte de acoplamiento (10) puede comprender medios correspondientes, respectivamente, a la aguja (11) y al aparato oscilante, por ejemplo, la carcasa (8) del aparato oscilante, medios que están configurados para mantener estacionaria la parte de acoplamiento (10) con respecto a la carcasa (8) y con respecto a la aguja (11).
De acuerdo con una o más realizaciones de la invención, la parte de acoplamiento (10) puede comprender una fuente de luz, la fuente de luz puede situarse en o alrededor del perímetro de la parte de acoplamiento (10) en una superficie que mira hacia la aguja (11), y la fuente de luz puede distribuirse uniformemente alrededor de la circunferencia de la superficie que mira hacia la aguja (11) o la fuente de luz puede situarse en una o dos o tres o cuatro o más posiciones en la superficie que mira hacia la aguja. Los tatuajes son obras de arte que se basan en diferentes colores y sombras y, por lo tanto, están sujetos a la luz. Es importante que un artista pueda comparar su trabajo con el tipo correcto de luz como referencia y, por lo tanto, es ventajoso tener una luz de trabajo colocada en el propio aparato. La luz de trabajo se puede ajustar de acuerdo con la intensidad de la luz y el color. Cuando la misma configuración se usa constantemente, el artista (especialmente los artistas itinerantes) puede tener una fuente de luz conocida.
Opcionalmente, la fuente de luz puede estar gobernada por el movimiento de la máquina, de modo que el artista puede optar por bloquear la luz que no incide sobre la piel del cliente.
De acuerdo con cualquier realización de la invención, una varilla de motor que forma el conector de aguja (2) puede acoplarse o unirse rígidamente a la aguja (11) durante el funcionamiento transfiriendo todos los movimientos de la varilla de motor a la aguja (11). Normalmente, una aguja o un sistema de aguja se acopla de forma liberable al conector de aguja o al aparato, lo que permite la sustitución de la aguja.
De acuerdo con cualquier realización de la invención, el controlador puede comprender medios para identificar la aguja (11) o el tipo de aguja, por ejemplo, leyendo un código o identificando la longitud del desplazamiento u otras características físicas, y a continuación el controlador puede configurarse para seleccionar un perfil, o un grupo de perfiles, basándose en la identificación de la aguja o el tipo de aguja.
La invención también se refiere a un método para controlar un aparato oscilante tal como un aparato para tatuar que comprende una aguja y/o un conector de aguja y un motor eléctrico lineal y un controlador que controla la posición, la velocidad y la aceleración de la aguja y/o el conector de aguja; comprendiendo el método
- proporcionar un controlador con un perfil para la posición lineal del conector de aguja en forma de una función y=f(t) que define la posición y la velocidad de la aguja y con respecto a una parte estacionaria del motor eléctrico lineal durante un período Tn, repitiéndose el período Tn n veces, donde n está determinado por la duración de la sesión de tatuaje;
- medir la posición del conector de aguja ym en el momento t con respecto a una parte estacionaria del motor eléctrico lineal y proporcionar esta posición ym como entrada al controlador, a continuación el controlador compara el valor de entrada ym con el valor de referencia proporcionado por la función y=f(t) y, basándose en el error calculado a partir de los valores de referencia y=f(t) y el valor medido ym, el controlador transmite una salida al motor eléctrico lineal, corrigiendo así la posición con respecto al tiempo.
Mediante esta función se puede corregir la posición del conector de aguja o los movimientos del conector de aguja o la fuerza aplicada al motor eléctrico lineal.
De acuerdo con una o más realizaciones de la invención, la corriente consumida por el motor eléctrico lineal puede medirse mediante un sensor de corriente, y a continuación el valor de la corriente consumida puede proporcionarse como una entrada al controlador y/o la aceleración del aparato en uno o más ejes puede medirse mediante un sensor de aceleración y, a continuación, el valor para la aceleración puede proporcionarse como una cantidad vectorial para cada eje como una entrada al controlador.
De acuerdo con una o más realizaciones de la invención, la medición de la corriente al controlador puede usarse para optimizar el comportamiento tal como la frecuencia o la fuerza del motor eléctrico lineal y/o la medición de la aceleración del aparato puede usarse para calcular la velocidad y el desplazamiento del aparato para tatuar con respecto al entorno.
De acuerdo con una o más realizaciones de la invención, el conector de aguja puede moverse hacia adelante a una velocidad o un tipo de movimiento de velocidad y hacia atrás a una velocidad diferente o un tipo de movimiento de velocidad diferente, es decir, vf(t) t vb(t), y normalmente vf(t) < vb(t), donde la dirección hacia adelante es una dirección desde una posición retraída hacia una posición adelantada, posición adelantada en la que el conector de aguja durante el funcionamiento obtendrá su profundidad de penetración.
Como un vector que representa la velocidad siempre apuntará en la dirección opuesta cuando se mueve hacia adelante en comparación con cuando se mueve hacia atrás, las diferencias anteriores para la velocidad también se refieren a los valores absolutos de la velocidad: ||vf(t)| t |vb(t)|, y normalmente |vf(t)| < |vb(t)|. Sin embargo, la expresión también se refiere a que el conector de aguja no puede moverse a lo largo de una curva sinusoidal regular donde los movimientos hacia adelante y hacia atrás o los gráficos son reflejos alrededor de un eje vertical, la aguja puede moverse de acuerdo con un patrón diferente donde los movimientos hacia adelante y hacia atrás o los gráficos no son reflejos alrededor de un eje vertical.
Definición de palabras:
Tinta: líquido que se depositará o se deposita en la piel de un sujeto durante el tatuaje proporcionando una coloración permanente de la piel.
Tatuador: un sujeto que realiza un tatuaje, es decir, un sujeto que hace funcionar el aparato para tatuar Persona tatuada: un sujeto que se tatúa, es decir, que tiene tinta depositada en la superficie de la piel
Posición lineal: es la posición real de la aguja definida por un valor para una distancia, por ejemplo, medida desde la posición completamente retraída donde la posición completamente retraída tiene el valor 0. El valor también se puede definir como un porcentaje.
Un motor eléctrico lineal: es un motor capaz de mover un elemento tal como una aguja o un conector para una aguja adelante y atrás a lo largo de una línea recta de forma oscilante, un motor eléctrico lineal es capaz de acelerar, desacelerar, cambiar de dirección, arrancar o detenerse y mantenerse en cualquier posición o estado de una oscilación dependiendo de la entrada desde un controlador.
Perfil: un perfil define un conjunto de variables, variables que definen un proceso de tatuaje, tales como posición en función del tiempo, frecuencia, longitud de desplazamiento/longitud de carrera, "flexibilidad", etc.
Aguja: en el contexto de la presente solicitud, la palabra "aguja" normalmente se refiere a un sistema de aguja que en un extremo comprende una sola punta de aguja o una pluralidad de puntas de aguja y en el otro eXtremo comprende medios para unir la aguja o el sistema de aguja a un aparato oscilante tal como un aparato para tatuar. Normalmente, las agujas usadas para tatuar no son huecas.
Controlador: puede ser un microprocesador y es un componente que ejecuta instrucciones y tareas involucradas en procesos de control, el controlador es una unidad que ejecuta y administra las instrucciones lógicas que le pasan. En general: estas palabras indican que las características especificadas después de las palabras pueden aplicarse a todas las realizaciones de la invención, aunque las características no se especifican en la parte general de la descripción.
Lista de figuras
La figura 1 muestra una realización de un aparato oscilante tal como un aparato para tatuar de acuerdo con la invención.
La figura 2A y 2B muestra ejemplos de un perfil para la posición lineal de la aguja que funciona como puntos de ajuste para el controlador.
La figura 3 muestra tres ciclos de trabajo diferentes para un motor controlado por modulación por ancho de
pulsos (PWM).
Descripción detallada de la invención
La figura 1 muestra una realización de un aparato oscilante tal como un aparato para tatuar provisto de una parte oscilante o de movimiento alternativo de acuerdo con la invención. El aparato comprende un motor eléctrico lineal 1 y un conector de aguja 2, conector de aguja 2 que está en contacto rígido, es decir, no elástico con una aguja 11 durante el funcionamiento, que las dos partes están en contacto rígido significa que las dos partes se mueven juntas y que los movimientos del conector de aguja 2 también definen los movimientos de la aguja 11. La aguja 11 comprende una punta de aguja 5 que puede penetrar una superficie de la piel. El motor eléctrico lineal 1 está provisto de una fuente de alimentación que puede ser una batería 3 como se muestra en la figura 1 o un cable conectado a una fuente de energía. Además, el aparato comprende un sensor de posición 6 y un controlador 7. El aparato está provisto además de un mango o empuñadura 4 donde el tatuador sostiene el aparato durante el tatuaje y una carcasa 8 que proporciona una cubierta exterior dentro de la cual todas pueden estar encerradas las partes funcionales del aparato, es decir, el motor eléctrico lineal 1, parte del conector de aguja 2, el sensor de posición 6 y el controlador 7. El aparato también comprende medios de activación que, en la realización de la figura 1, se proporcionan como un botón de encendido/apagado 9 situado en el extremo.
La realización mostrada en la figura 1 comprende una parte de acoplamiento 10 y una aguja 11 donde la parte de acoplamiento 10 se sitúa entre la aguja 11 y el aparato oscilante.
En general, la parte de acoplamiento 10 es opcional. La parte de acoplamiento 10 puede añadir características adicionales al aparato oscilante tales como una fuente de luz o la parte de acoplamiento 10 puede estar configurada como un adaptador que permite el uso de agujas desarrolladas para otros aparatos junto con un aparato oscilante de acuerdo con la invención.
La aguja 11 comprende un primer extremo provisto de una pluralidad de puntas puntiagudas o afiladas 5 capaces de cortar a través de una superficie de la piel y un segundo extremo opuesto que comprende medios para unir la aguja 11 al aparato oscilante. La aguja 11 puede comprender medios de unión correspondientes a medios de unión del aparato oscilante, y la aguja 11 puede entonces unirse directamente al aparato oscilante. Como alternativa, la aguja 11 puede comprender medios de unión correspondientes a los medios de unión de la parte de acoplamiento 10, y la aguja 11 puede unirse entonces a la parte de acoplamiento 10, parte de acoplamiento 10 que se une entonces al aparato oscilante, la aguja 11 se une entonces indirectamente al aparato oscilante.
La parte de acoplamiento 10 comprende medios de unión tanto para la aguja 11 como para el aparato oscilante. Los medios de unión de la parte de acoplamiento 10 pueden corresponder a medios de la carcasa 8, y los medios de unión pueden comprender roscas correspondientes o partes de trinquete o similares.
Si un aparato de acuerdo con la invención se ha configurado con un cable conectado a una fuente de energía, medios de activación pueden estar provistos en la fuente de energía distante.
En general, un aparato para tatuar de acuerdo con la invención también puede estar provisto de un sensor de corriente para regular la corriente en la bobina, que puede situarse entre el motor y un amplificador que acciona el motor; sin embargo, en la figura no se muestra un sensor de corriente. Además, el aparato puede comprender un acelerómetro. Además, un aparato puede comprender, por ejemplo, un motor secundario con un sensor de posición secundario, siendo el propósito del motor secundario regular las fuerzas no deseadas que son generadas por el motor primario.
La aguja 11 puede ser de cualquier tipo, tal como agujas para tatuar redondas, agujas para tatuar planas, agujas para tatuar "magnum" tales como agujas tejidas, apiladas, redondas, curvas o de tipo Bugpin. Un aparato de acuerdo con la invención puede tener un sistema para acoplar la aguja al aparato y/o al conector de aguja. El acoplamiento puede comprender o estar constituido por partes correspondientes en la aguja y el aparato/conector de aguja y el acoplamiento puede implementarse como un collar de giro y chasquido, a presión o atornillado al situar y unir la aguja con respecto al aparato. La mayoría de, o quizás todos, los aparatos que usan cartuchos de la técnica anterior no tienen un mecanismo de acoplamiento real a una aguja. En cambio, las máquinas de cartuchos de la técnica anterior se basan en una determinada fuerza de resorte para sujetar la aguja contra la varilla de accionamiento. Como consecuencia, los aparatos de la técnica anterior no introducen la aguja de nuevo en el cartucho, sino que sólo empujan la aguja hacia adelante, de modo que la aguja penetra en la piel, y dejan que el cartucho tire de la aguja hacia atrás. Eso se logra con la ayuda de una membrana, que actúa como un resorte, membrana que está unida entre el cartucho y la propia aguja. La presente invención no se basa en un mecanismo de resorte de este tipo, sino que la varilla de motor que forma el conector de aguja 2 puede unirse directamente a la aguja 11 durante el funcionamiento mediante un acoplamiento no elástico, de modo que la aguja esté acoplada de forma inflexible al motor. La aguja 11 ejecutará por lo tanto cualquier movimiento iniciado por el motor.
En general, un motor eléctrico lineal que comprende un miembro móvil dispuesto para moverse alternativamente dentro de una abertura en, o definido por el material de, un miembro estacionario puede usarse en la construcción del aparato de acuerdo con la invención. Dicho motor se muestra en la figura 1. Dichos motores son conocidos y se
consideran productos almacenados disponibles, es decir, el motor no es inventivo como tal.
El motor eléctrico lineal utilizado para construir un aparato de acuerdo con la invención es capaz de situar la aguja en una posición preferida con una velocidad y aceleración dadas. De acuerdo con la invención, el motor es un motor de bobina móvil o un motor eléctrico lineal multifásico.
En la realización de la figura 1, el conector de aguja 2 se coloca centralmente a través del motor eléctrico lineal 1, es decir, el conector de aguja 2 está conectado directamente y se mueve simultáneamente con la parte móvil en movimiento alternativo del motor eléctrico lineal 1. Pueden ser posibles posiciones alternativas del conector de aguja 2; sin embargo, la posición central proporciona un buen equilibrio para el aparato durante el tatuaje. Además, de acuerdo con la realización de la figura 1, el mango 4 rodea el motor eléctrico lineal 1, proporcionando una distribución mejorada del peso del aparato durante el tatuaje, ya que el peso significativo del motor se sitúa cerca de la punta de aguja 5.
Primer sensor:
En general, el primer sensor 6 es un sensor de posición configurado para medir o leer la posición del conector de aguja 2 o una parte conectada directamente con el conector de aguja 2, lo que hace posible establecer la posición exacta del conector de aguja 2, la aguja 11 y la punta de aguja 5 en un momento específico o en todo momento. Dichos sensores son conocidos y se consideran productos almacenados disponibles, es decir, el sensor no es inventivo como tal. Además, el primer sensor 6 está configurado para transmitir datos obtenidos relacionados con la posición del conector de aguja 2 al controlador 7.
El primer sensor 6 normalmente se coloca dentro de la carcasa y puede funcionar y puede ser un sensor incremental magnético, es decir, mide los cambios en el campo magnético de una banda situada debajo del sensor. Como alternativa, se puede usar un sensor óptico, dicho sensor óptico mide la intensidad de la luz desde una fuente de luz opuesta al sensor. Cuando un diente de engranaje en un motor intercepta el haz, el sensor mide la atenuación de la luz y a continuación determina que hubo un movimiento.
Usando más de un sensor de posición o elementos de detección de posición, desplazados angularmente entre sí, es posible medir no solo la velocidad del movimiento sino también la dirección. Este tipo de sensor solo se puede usar para determinar la distancia desde la primera medición de posición hasta la posición actual. Por lo tanto, el aparato para tatuar tendrá una "función de búsqueda de posición cero", para cuando se enciende desde un modo apagado. O cuando el controlador encuentra que la posición verdadera se ha perdido quizás debido a un "golpe" en el aparato para tatuar o el controlador encuentra puntos de fin de desplazamiento del motor/la aguja. Este tipo de sensor solo cuenta el número de pasos en una dirección.
Un sensor puede tener una tercera fase de recuento que se puede usar para determinar si se ha perdido la longitud de desplazamiento conocida. La distancia de recuento para la tercera fase puede ser mucho más larga, aproximadamente un recuento por 2 mm, pero se puede usar para recuperar la posición sin usar la función de búsqueda de cero.
Otro tipo de sensor que se puede usar es un sensor de posición absoluta. Este tipo de sensor solo mira "una vara de medir" y lee su posición actual. El precio y el rendimiento son factores a tener en cuenta al elegir el sensor adecuado para el diseño.
El controlador:
En general, el controlador 5 puede ser un microprocesador que está configurado con un perfil que indica, por ejemplo, la posición deseada de la aguja durante el tatuaje. El perfil puede funcionar como un punto de ajuste para el controlador 5, y el controlador 5 está configurado para transmitir una entrada al motor eléctrico lineal 1 haciendo que el motor eléctrico lineal 1 accione el conector de aguja 2 de acuerdo con el perfil.
Como el conector de aguja 2 solo se mueve a lo largo de un único eje con respecto a la carcasa 8 y con respecto a la parte estacionaria del motor eléctrico lineal 1, la posición y del conector de aguja 2 se puede definir como una función de una variable t (tiempo) : y = f(t) y puede ilustrarse en gráficos como se muestra en las figuras 2A y 2B. La figura 2A muestra un ejemplo de un perfil de acuerdo con el cual el conector de aguja 2 y la aguja 11 se mueven como un péndulo con un período T y la figura 2A ilustra dos periodos consecutivos T1 y T2.
La longitud de carrera completa de acuerdo con el perfil es y-i+y2, donde y=0 indica la superficie de la piel si el aparato para tatuar se coloca en un ángulo perpendicular a la superficie de la piel, y la punta de aguja 5 normalmente tendrá una profundidad de penetración de y2. Este perfil es similar a los movimientos de aguja obtenidos mediante aparatos de tatuaje tradicionales tales como un aparato para tatuar rotatorio.
Una flexibilidad reduce la profundidad de penetración máxima a yg, independientemente de la posición deseada y las entradas al controlador, si no se añade la flexibilidad, la aguja, independientemente de las circunstancias físicas, intentará perforar hasta la profundidad de penetración definida del perfil y esto puede traumatizar la superficie de la
piel. Si se añade la flexibilidad, la longitud de carrera completa se reducirá a yi+yg durante el tatuaje. Si la aguja no encuentra resistencia, por ejemplo, si el aparato para tatuar se hace funcionar en el aire, la flexibilidad no tendrá ningún efecto. En un aparato de acuerdo con la invención, la flexibilidad se establece controlando la corriente a través del motor eléctrico lineal y, por tanto, el usuario podrá establecer y ajustar finamente la flexibilidad mientras el aparato está funcionando.
La figura 2B muestra otro ejemplo de un perfil donde la aguja 11 cortará la superficie de la piel y se moverá a través de la piel a la misma velocidad que la indicada en el perfil de la figura 2A, es decir, de y=0 a y=y2 el perfil es el mismo. De acuerdo con el perfil de la figura 2B, la velocidad de retracción de la aguja ha aumentado, es decir, el tiempo total de un período T ha disminuido y la longitud de carrera de la aguja también ha disminuido y está de acuerdo con el perfil de la figura 2B = y3+y2 (< y1+y2).
Un usuario puede elegir un perfil determinado dependiendo del tipo de coloración que vaya a aplicar, por ejemplo, si es dibujo lineal o sombreado, y qué tipo de aguja va a usar el usuario. De hecho, el perfil es la configuración deseada de todas las variables que controla el aparato para tatuar. Cuando esta configuración se guarda para recuperarla más tarde, se denomina perfil. El propósito principal del perfil es que el usuario recuerde la última configuración usada para una tarea específica o aguja específica, tipo de piel, efecto, etc.
Un aparato de acuerdo con la invención puede incluir un sensor de corriente, usado para medir la corriente en el motor para varios propósitos. En primer lugar, la corriente se puede usar para medir cuánta energía se hace pasar a través del motor. Esto ayudará a mantener una buena regulación de las partes móviles y las fuerzas que realizan el trabajo. En segundo lugar, el sensor de corriente es relevante para la función de flexibilidad. Dado que la fuerza del motor se puede controlar mediante la regulación de la corriente eléctrica que circula por sus bobinas, el uso de un sensor de corriente es un método muy útil para determinar la cantidad de fuerza usada por el motor para moverse o penetrar en la piel. Si lo desea, el tatuador puede optar por establecer un umbral superior de la corriente usada para penetrar en la piel. Dicha restricción de fuerza normalmente se llama flexibilidad.
Un problema experimentado a menudo por los tatuadores es el movimiento de la superficie de la piel provocado por el contacto de la aguja de movimiento alternativo con la piel. Como la piel es flexible, la aguja de movimiento alternativo hace que la piel rebote hacia arriba y hacia abajo y, debido a este comportamiento ondulatorio, la distancia entre la punta de aguja 5 y la piel cambia constantemente, a veces la piel está cerca y a veces está más lejos. Como efecto, la profundidad de penetración de la aguja cambia constantemente. Esto tiene un efecto perjudicial sobre la calidad del tatuaje.
También a determinada frecuencia este efecto se convierte en una onda estacionaria, esta frecuencia es diferente de un área a otra y es más alta donde la piel está más tensa. Esto se llama resonancia y da como resultado un desplazamiento más largo de la piel. Un aspecto de la presente invención es resolver el problema que surge cuando la aguja provoca ondas resonantes en la superficie de la piel. El rebote resonante de la piel provoca cambios excesivos en la profundidad de penetración de la aguja, que se ve muy afectada por los cambios de fase entre el movimiento de la piel y el movimiento de la aguja. Esto se puede solucionar activando lo que se denomina una función antirresonancia. Debido a que la frecuencia resonante es una banda muy estrecha, es posible variar constantemente la frecuencia del movimiento de la aguja para contrarrestar el efecto. Por ejemplo, un tatuador establece la frecuencia deseada en 50 Hz, a continuación el tatuador activa la función antirresonancia, que varía constantemente la frecuencia operativa alrededor de la frecuencia establecida, por ejemplo, de 45 Hz a 55 Hz. Este método no detectará una onda resonante, pero evita que la onda resonante se convierta en un problema al no permanecer nunca más tiempo en la frecuencia resonante en caso de que sea un valor numérico cercano a la frecuencia operativa seleccionada por el usuario (50 Hz en el ejemplo anterior).
En general, un aparato para tatuar también puede comprender otro sensor en forma de acelerómetro, sensor que mide la aceleración en uno o más ejes. Conceptualmente, el sensor funciona midiendo una masa suspendida en el aire con resortes, cuando el marco del sensor se mueve, la inercia de la masa hace que los resortes se estiren. Un acelerómetro colocado sobre una mesa mostrará una fuerza de 1G que actúa hacia arriba debido a la gravedad de la tierra. Las fuerzas de rotación también se pueden medir con un acelerómetro. Un acelerómetro multieje a menudo se denomina IMU (unidad de medición inercial).
Normalmente, dichos sensores están micromecanizados y, a menudo, se usan cristales piezoeléctricos como elemento sensor, pero también se pueden usar otros tipos de sensores.
La salida de un acelerómetro suele ser una cantidad vectorial para cada eje, que es tanto la dirección como la magnitud de la fuerza que actúa sobre el propio sensor, lo que hace posible calcular la velocidad y el desplazamiento también, mediante integración matemática.
Debe entenderse que usando una IMU multieje, es posible que un aparato sepa dónde está dentro de su propio marco de referencia o uno proporcionado.
Puede haber varias razones para añadir un sensor de aceleración al aparato:
1) El aparato para tatuar puede interpretar los gestos de los usuarios. Esto permite que el usuario se comunique con el aparato para tatuar, fx si el usuario quiere encender/apagar una determinada función, tal como la función antirresonancia, es posible que el usuario solo tenga que hacer un gesto de saludo con la mano para lograrlo. Esta característica da como resultado un riesgo reducido de contaminación ya que el usuario no tiene que tocar nada más que el aparato para tatuar. El aparato para tatuar necesitará menos o ningún botón/contacto eléctrico y, como resultado, hay menos posibilidades de que la humedad o los productos químicos entren en el aparato para tatuar.
2) El aparato para tatuar puede detectar sus propios movimientos/o la falta de ellos, lo que significa que si se cae, puede apagarse antes de aterrizar en el suelo, con la aguja retraída y el motor en un estado seguro. O si simplemente se deja reposar, el aparato para tatuar se puede configurar para que deje de moverse o se apague.
3) El aparato para tatuar puede adaptarse al artista, los movimientos del aparato para tatuar pueden ajustarse para que tengan un efecto sobre una o más variables. Como ejemplo, cuando cambia la "velocidad de dibujo" de la mano del tatuador, se pueden hacer cambios en la frecuencia de la aguja, manteniendo más constante la proporción de impactos de aguja por longitud de línea.
4) Regulación del movimiento no deseado del aparato para tatuar debido al movimiento del motor/masa. Además, los datos de un acelerómetro se pueden usar para minimizar el temblor del aparato para tatuar experimentado durante una sesión de trabajo, reduciendo la fatiga del tatuador.
La cantidad de energía que entra en el motor puede controlarse mediante modulación por ancho de pulsos (PWM). De acuerdo con este método, se usan pulsos para encender o apagar completamente la etapa de salida a una velocidad rápida. El período de tiempo de cada pulso es siempre el mismo, por lo que la frecuencia se mantiene constante, sin embargo, cada pulso se divide en dos subperíodos, uno donde el pulso es alto y el amplificador transfiere voltaje al motor (ENCENDIDO), el otro donde el pulso es bajo (APAGADO) y el amplificador no proporciona voltaje al motor. Este método se ha usado para atenuar la luz en una sala de estar, siempre que el cambio se realice lo suficientemente rápido como para que el ojo humano no experimente fluctuaciones en la fuente de luz.
El motor también registrará solo el valor medio de la potencia proporcionada por el amplificador.
La relación entre los períodos de ENCENDIDO y APAGADO se denomina ciclo de trabajo. Un ciclo de trabajo del 50 % significa que los períodos de ENCENDIDO y APAGADO tienen la misma duración. Un ciclo de trabajo del 10 % significa que el pulso solo está encendido durante el 10% del período total. O el 10% del tiempo total, lo que significa que solo el 10 % de la potencia disponible se suministra al motor (véase la figura 3).
La figura 3 muestra una onda cuadrada cambiante que representa los pulsos PWM que se alimentan desde el amplificador al motor.
La onda sinusoidal representa la potencia de salida del amplificador o los movimientos del motor, atrás y adelante. La salida del amplificador se puede suavizar usando fx un filtro de paso bajo, esto no siempre es necesario ya que un motor tiene inercia tanto eléctrica como mecánica que suavizará los movimientos del motor.
Una variante sería un aparato para tatuar que usa un motor secundario, para contrarrestar o neutralizar los efectos perjudiciales del motor primario que acelera hacia adelante y hacia atrás.
Dado que el motor primario tiene una masa específica y oscila adelante y atrás, y cada acción tiene una reacción igual y opuesta, esto provocará una sacudida del aparato para tatuar.
Se puede hacer que el mismo tipo de motor, o similar, se mueva de manera exactamente opuesta al motor principal y, de nuevo, de acuerdo con la ley de Newton, esto evitará que el usuario experimente la sacudida del aparato para tatuar. Esto es si se igualan las masas y las aceleraciones. Aquí, el acelerómetro también es útil, ya que puede usarse para enviar una señal de error al controlador, que a su vez ajusta el movimiento del motor secundario en consecuencia. A continuación, la señal de error sería causada en primer lugar por la falta de coincidencia de las fuerzas de los dos motores, y después se ajustaría para que no sea así.
En general, para facilitar el proceso de cambio de una aguja y a continuación seleccionar un perfil coincidente para una determinada tarea, el aparato puede comprender medios para reconocer que la aguja 11 ha sido cambiada. Esto podría implementarse mediante cualquiera de varios medios.
Como ejemplo, después de que la aguja se haya unido mecánicamente al aparato, el aparato podría investigar el desplazamiento permitido/posible de las agujas. Al fabricar agujas que tienen diferentes longitudes de desplazamiento, es posible "codificar" el nombre y/o el tipo de aguja en una tabla de consulta y hacer coincidir un perfil de movimiento con una determinada aguja. A continuación, el aparato puede configurarse para cambiar automáticamente al perfil requerido después de detectar un tipo diferente de aguja.
Otros métodos de identificación de agujas podrían ser sensores que puedan identificar el código de colores en una parte de la aguja que se encuentra dentro del aparato, o admisión de luz (códigos de barras) o interruptores accionados mecánicamente, por ejemplo, teniendo la aguja un collar o una construcción mecánica que activa mecánicamente diferentes interruptores o sensores magnéticos, polaridad, intensidad de campo, etc., colocando imanes/materiales magnéticos en la aguja.
Claims (13)
1. Un aparato oscilante tal como un aparato para tatuar que comprende una carcasa (8), un mango (4), una fuente de alimentación (3) y
- un conector de aguja (2) configurado para conectarse o unirse o fijarse a una aguja (11) que tiene al menos una punta de aguja (5), estando configurado dicho conector de aguja (2) para moverse con respecto a una parte estacionaria de un motor eléctrico lineal (1), y estando configurado dicho conector de aguja (2) para moverse alternativamente a lo largo de una línea recta entre una posición retraída y una posición adelantada;
- un motor eléctrico lineal (1) en forma de un motor de bobina móvil o un motor multifásico lineal que tiene un motor variable y controlable que controla la longitud de carrera, la posición y la velocidad del conector de aguja (2);
- el aparato comprende además un primer sensor (6) y un controlador (7),
caracterizado por que el primer sensor (6) está configurado para leer la posición lineal del conector de aguja (2), y transmitir la lectura como una entrada al controlador (7), y
el controlador (7) está provisto de un perfil para la posición lineal del conector de aguja (2) y está configurado para
- recibir la entrada del primer sensor (6) y
- comparar la entrada del primer sensor (6) con el perfil para la posición lineal del conector de aguja (2) y
- enviar una salida al motor eléctrico lineal que corrige la longitud de carrera y la velocidad del conector de aguja para adaptarse al perfil para la posición lineal del conector de aguja.
2. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el aparato comprende un segundo sensor o un segundo y un tercer sensor, sensores o sensor que pueden estar configurados para medir la corriente o el cambio de corriente en el motor electrónico lineal o configurados para medir la aceleración del aparato para tatuar con respecto a una superficie de la piel en uno o más ejes.
3. Un aparato de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, en donde el mango (4) está situado de tal manera que el mango (4) rodea al menos una parte del motor eléctrico lineal (1).
4. Un aparato de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, en donde el aparato comprende medios para variar la "flexibilidad" mientras el motor eléctrico lineal (1) está activado, es decir, funcionando.
5. Un aparato de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, en donde el controlador (5) o parte del controlador se coloca fuera de la carcasa (8), en su propio recinto, por ejemplo, con la fuente de alimentación y conectado a través de un cable u ondas de radio al controlador.
6. Un aparato de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, en donde una parte de acoplamiento (10) puede estar unida de forma liberable o no liberable al aparato oscilante, la parte de acoplamiento (10) comprende medios que corresponden, respectivamente, a la aguja (11) y a la carcasa (8) del aparato oscilante, medios que están configurados para mantener estacionaria la parte de acoplamiento (10) con respecto a la carcasa (8) y con respecto a la aguja (11).
7. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 7, en donde la parte de acoplamiento (10) comprende una fuente de luz, la fuente de luz puede situarse en o alrededor del perímetro de la parte de acoplamiento (10) en una superficie que mira hacia la aguja (11), y la fuente de luz puede distribuirse uniformemente alrededor de la circunferencia de la superficie que mira hacia la aguja (11) o la fuente de luz puede situarse en una, dos, tres, cuatro o más posiciones en la superficie que mira hacia la aguja y, opcionalmente, puede configurarse para ser influenciada por un sensor que hace que la luz siempre se dirija a la superficie de la piel.
8. Un aparato de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, en donde una varilla de motor que forma el conector de aguja (2) está unida o acoplada rígidamente a la aguja (11) durante el funcionamiento transfiriendo todos los movimientos de la varilla de motor a la aguja (11).
9. Un aparato de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, en donde el controlador (7) comprende medios para identificar la aguja (11) o el tipo de aguja, por ejemplo, leyendo un código o identificando la longitud de desplazamiento u otras características físicas, y a continuación el controlador está configurado para seleccionar un perfil o un grupo de perfiles basándose en la identificación de la aguja o el tipo de aguja.
10. Un método para controlar un aparato oscilante tal como un aparato para tatuar que comprende una aguja y/o un conector de aguja y un motor eléctrico lineal (1) y un controlador que controla la posición, velocidad y aceleración de la aguja o el conector de aguja; comprendiendo el método
- proporcionar un controlador que comprende un perfil para la posición lineal del conector de aguja en forma de una función y=f(t) que define la posición y la velocidad de la aguja o el conector de aguja y con respecto a una parte estacionaria del motor eléctrico lineal a lo largo de un período Tn, repitiéndose el período Tn n veces, donde n está determinado por la duración de la sesión de tatuaje;
- medir la posición de la aguja o el conector de aguja ym en el momento t con respecto a una parte estacionaria del motor eléctrico lineal y proporcionar esta posición ym como entrada al controlador, a continuación el controlador compara el valor de entrada ym con el valor de referencia proporcionado por la función y=f(t) y, basándose en el error calculado a partir de los valores de referencia y=f(t) y el valor medido ym, el controlador transmite una salida al motor eléctrico lineal que define los parámetros variables del motor.
11. Un método de acuerdo con la reivindicación 10, en donde la corriente consumida por el motor eléctrico lineal se mide mediante un sensor de corriente y, a continuación, se proporciona el valor de la corriente consumida como una entrada al controlador y/o se mide la aceleración en uno o más ejes mediante un sensor de aceleración que proporciona una cantidad vectorial para cada eje como una entrada al controlador.
12. Un método de acuerdo con la reivindicación 10 u 11, en donde la medición de la corriente al motor eléctrico lineal se usa para optimizar el comportamiento tal como la fuerza del motor eléctrico lineal y/o la medición de la aceleración se usa para calcular la velocidad y el desplazamiento del aparato para tatuar con respecto al entorno.
13. Un método de acuerdo con la reivindicación 10, 11 o 12, en donde la aguja o el conector de aguja (2) se mueve hacia adelante a una velocidad o un tipo de movimiento de velocidad y hacia atrás a una velocidad diferente o un tipo de movimiento de velocidad diferente, es decir, vf(t) t vb(t), y normalmente vf(t) < vb(t), donde la dirección hacia adelante es una dirección desde una posición retraída hacia una posición adelantada donde el conector de aguja durante el funcionamiento obtendrá su profundidad de penetración.
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